特開 2022-179587 ケース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022179587

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】ケース

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20221125BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20221125BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 735

G02B23/24 B

G02B7/00 G

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158231

(22)【出願日】2022-09-30

(62)【分割の表示】P 2017174388の分割

【原出願日】2017-09-11

(71)【出願人】

【識別番号】320008672

【氏名又は名称】ｉ－ＰＲＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】東山 誠司

(72)【発明者】

【氏名】竹永 祐一

(72)【発明者】

【氏名】片平 晴康

(57)【要約】

【課題】内視鏡診断において、不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制する。
【解決手段】内視鏡は、観察対象部位からの光を入射する開口部と、複数のフィルタを有し、いずれかのフィルタを用いて開口部を通過した光を選択的に透過するフィルタ部と、フィルタ部を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解する複数の分解プリズムからなる色分解プリズムと、それぞれの分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する複数のイメージセンサと、それぞれのイメージセンサによる撮像により得られた画像信号を出力する信号出力部と、複数のフィルタのうちいずれかを、開口部を通過した光を入射可能に配置させるフィルタ配置部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察対象部位からの光を入射する開口部と、
複数のフィルタを有し、いずれかの前記フィルタを用いて前記開口部を通過した光を選択的に透過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解する複数の分解プリズムを有する色分解プリズムと、
それぞれの前記分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの前記分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する複数のイメージセンサと、
それぞれの前記イメージセンサによる撮像により得られた画像信号を出力する信号出力部と、
前記複数のフィルタのうちいずれかを、前記開口部を通過した光を入射可能に配置させるフィルタ配置部と、を備える、
内視鏡。

【請求項2】

前記フィルタ部は、前記複数のフィルタが略直線状に並んで構成され、
前記フィルタ配置部は、所定のユーザ操作に応じて、前記複数のフィルタを前記略直線状にスライドし、前記複数のフィルタのうちいずれかを配置する、
請求項１に記載の内視鏡。

【請求項3】

前記複数のフィルタは、ＩＲカットフィルタを含む、
請求項１に記載の内視鏡。

【請求項4】

前記複数のフィルタは、５ＡＬＡ励起光カットフィルタを含む、
請求項１に記載の内視鏡。

【請求項5】

前記複数のフィルタは、ＩＣＧ励起光カットフィルタを含む、
請求項１に記載の内視鏡。

【請求項6】

前記複数の分解プリズムは、それぞれ同一平面に沿って出射光の光束中心が位置するように配置され、
それぞれの前記フィルタは、前記複数の分解プリズムのうち最も対物側に配置された分解プリズムへの入射光の光束中心に直交し、かつ、前記同一平面と平行に直線移動する、
請求項１に記載の内視鏡。

【請求項7】

観察対象部位からの光を入射する開口部と、
複数のフィルタを有し、いずれかの前記フィルタを用いて前記開口部を通過した光を選択的に透過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解する複数の分解プリズムからなる色分解プリズムと、
それぞれの前記分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの前記分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する複数のイメージセンサと、
それぞれの前記イメージセンサによる撮像により得られた画像信号を出力する信号出力部と、
前記複数のフィルタのうちいずれかを、前記開口部を通過した光を入射可能に配置させるフィルタ配置部と、
前記信号出力部から出力されたそれぞれの前記画像信号に基づいてＲＧＢ画像及びＩＲ画像を生成し、前記ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を表示部に表示するコントローラと、を備える、
内視鏡システム。

【請求項8】

前記複数のフィルタのうちいずれかを、前記開口部を通過した光を入射可能に配置させるためのフィルタ切替信号もしくはユーザ操作に伴う動力を前記フィルタ配置部へ伝えるスイッチ、を更に備える、
請求項７に記載の内視鏡システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内視鏡及び内視鏡システムに関する。

【背景技術】

【0002】

微細病変を特殊光観察で捉える内視鏡診断が知られている。特殊光観察としては、例えば表層血管の強調表示を行う狭帯域光観察、体内に注入された蛍光物質（例えば試薬、色素）に励起光を照射することで生体の自家蛍光を観察する蛍光観察、２つの異なる波長の赤外光の照射により深層の血管情報を抽出する赤外光観察などがある。医師による通常観察では白色光照明を用いるのに対し、狭帯域光観察、蛍光観察では例えば波長４０５ｎｍの励起光、赤外光観察では例えば波長７６０ｎｍの赤外光が用いられる。これら波長の異なる撮像光を、一度の観察で取得し、病変を特徴付ける複数の情報を診断に有用な画像に加工する４板方式のプリズムを用いた内視鏡が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１７８９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、内視鏡診断（例えば上述した蛍光観察）では、蛍光物質に照射される励起光など、患部を被写体とした所望の撮像画像中に不要な光が撮像される場合がある。従来技術では、このような不要な光が撮像された撮像画像は、内視鏡の後段に設けられるＣＣＵ（Camera Control Unit）内の画像処理装置において、光強度の小さい目的波長の信号出力がゲイン調整されることで画質調整が施された。そのため、ゲイン調整による増幅度が高くなると、撮像画像のＳ／Ｎ比が低下し、撮像画像の画質が劣化して十分な患部把握ができなくなる場合があった。上述した特許文献１においても、蛍光観察に関する言及はあるものの、撮像画像中に励起光などの不要な光が撮像されてしまうことの技術的対策については考慮されていない。

【0005】

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、内視鏡診断において、不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制する内視鏡及び内視鏡システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、観察対象部位からの光を入射する開口部と、複数のフィルタを有し、いずれかの前記フィルタを用いて前記開口部を通過した光を選択的に透過するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解する複数の分解プリズムからなる色分解プリズムと、それぞれの前記分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの前記分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する複数のイメージセンサと、それぞれの前記イメージセンサによる撮像により得られた画像信号を出力する信号出力部と、前記複数のフィルタのうちいずれかを、前記開口部を通過した光を入射可能に配置させるフィルタ配置部と、を備える、内視鏡を提供する。

【0007】

また、本開示は、観察対象部位からの光を入射する開口部と、複数のフィルタを有し、いずれかの前記フィルタを用いて前記開口部を通過した光を選択的に透過するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解する複数の分解プリズムからなる色分解プリズムと、それぞれの前記分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの前記分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する複数のイメージセンサと、それぞれの前記イメージセンサによる撮像により得られた画像信号を出力する信号出力部と、前記複数のフィルタのうちいずれかを、前記開口部を通過した光を入射可能に配置させるフィルタ配置部と、前記信号出力部から出力されたそれぞれの前記画像信号に基づいてＲＧＢ画像及びＩＲ画像を生成し、前記ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を表示部に表示するコントローラと、を備える、内視鏡システムを提供する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、内視鏡診断において、不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を効率的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る内視鏡の一例を示す外観図

【図2】本実施の形態に係る内視鏡の概略構成例を示す模式図

【図3】カメラヘッドの正面図

【図4】４色分解プリズム及びフィルタユニットが設けられたカメラヘッド内部の側面図

【図5】４色分解プリズムの構造例を示す模式図

【図6】４色分解プリズムの分光特性の一例を示すグラフ

【図7】カメラヘッドの要部分解斜視図

【図8】フィルタユニットの正面図

【図9】４色分解プリズムの対物側に設けられたフィルタユニットの斜視図

【図10】開口部にＩＣＧ励起光カットフィルタが配置された時のフィルタユニットの斜視図

【図11】開口部にＩＲカットフィルタが配置される途中の時点のフィルタユニットの斜視図

【図12】３色分解プリズムにフィルタユニットを設けた構成例の側面図

【図13】本実施の形態に係る内視鏡システムの構成例を示すブロック図

【図14】同時出力モード時の画像例を示す模式図

【図15】重畳出力モード時の画像例を示す模式図

【図16】ＩＲカットフィルタの分光特性の一例を示すグラフ

【図17】５ＡＬＡ励起光カットフィルタの分光特性の一例を示すグラフ

【図18】ＩＣＧ励起光カットフィルタの分光特性の一例を示すグラフ

【図19】フィルタを使用しない４色分解プリズムの総合分光特性の一例を示すグラフ

【図20】ＩＲカットフィルタを用いた可視光モードの一例を示すグラフ

【図21】５ＡＬＡ励起光カットフィルタを用いた５ＡＬＡモードの一例を示すグラフ

【図22】ＩＣＧ励起光カットフィルタを用いた可視光及びＩＣＧモードの一例を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本実施の形態の内容に至る経緯）
内視鏡を用いた手術では、蛍光物質（例えば試薬、色素）であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ：Indocyanine Green）を体内に投与し、ＩＣＧが投与された腫瘍などの部位（つまり、患部）に近赤外光を当てて患部を蛍光発光させ、患部を含む部位を撮像することがある。ＩＣＧは、近赤外光（例えばピーク波長８０５ｎｍ、７５０～８１０ｎｍ）で励起すると、より長波長の近赤外光（例えばピーク波長８３５ｎｍ）で蛍光発光する色素である。

【0011】

イメージセンサが１個で構成される単板式カメラが、ＩＲ成分を含む光を受光して患部の画像を取得する場合、例えばイメージセンサの入射面（撮像面）に４分割されたＲ（赤色）成分，Ｇ（緑色）成分，Ｂ（青色）成分、及びＩＲ成分用のフィルタを設ける。そのため、所望の色再現性及び解像度を得ようとすると、イメージセンサのサイズが大きくなる。このため、内視鏡に単板式カメラを適用することは困難である。

【0012】

また、４個の色分解プリズムからなる４色分解プリズムとそれぞれの色分解プリズムに対応して設けられた４個のイメージセンサとを用いた４板式カメラが、ＩＲ成分を含む光を受光して患部の画像を取得する場合、図１９に示すように、ＩＲ成分（例えば８００ｎｍ以上の波長を有する光）の信号強度が小さい。

【0013】

図１９は、フィルタを使用しない４色分解プリズムの総合分光特性の一例を示すグラフである。図１９では、縦軸は各色の透過率を表し、横軸は波長を表す。この透過率は、Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分用の各プリズムへの入射光の光量と、各プリズムに対応するイメージセンサへの入射光の光量と、の比率に相当する。ｈ１１は、Ｒ成分の光の透過率を示す。ｈ１２は、Ｇ成分の光の透過率を示す。ｈ１３は、Ｂ成分の光の透過率を示す。なお、ｈ１１は、ＩＲ成分の光の透過率も含んでいる。

【0014】

内視鏡診断（例えば蛍光観察）では、蛍光物質に照射される励起光など、患部を被写体とした所望の撮像画像中に不要な光が撮像される場合がある。従来技術では、このような不要な光が撮像された撮像画像は、内視鏡の後段に設けられるＣＣＵ内の画像処理装置において、光強度の小さい目的波長の信号出力がゲイン調整されることで画質調整が施された。そのため、ゲイン調整による増幅度が高くなると、撮像画像のＳ／Ｎ比が低下し、撮像画像の画質が劣化して十分な患部把握ができなくなる場合があった。上述した特許文献１においても、蛍光観察に関する言及はあるものの、撮像画像中に励起光などの不要な光が撮像されてしまうことの技術的対策については考慮されていない。また、図１９に示すように、上述したＩＣＧの励起光（例えば７５０～８１０ｎｍ）の透過率も一定量存在するため、イメージセンサに入射された励起光に基づく撮像が行われると、撮像画像中に励起光などの不要な光が映り込み、肝心の患部など本来の観察対象部位の詳細な画像情報が得られないことがあった。

【0015】

そこで、以下の実施の形態では、内視鏡診断において、不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制する内視鏡及び内視鏡システムの例について説明する。

【0016】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る内視鏡及び内視鏡システムを具体的に開示した実施の形態（以下、「本実施の形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。以下の本実施の形態に係る内視鏡は、例えば腹腔内などの体内の観察対象部位（言い換えると、人の体内の患部）を観察するために用いられる。

【0017】

［内視鏡の構成］
図１は、本実施の形態に係る内視鏡１０の一例を示す外観図である。図２は、本実施の形態に係る内視鏡１０の概略構成例を示す模式図である。内視鏡１０は、例えば使用者が片手で取扱い可能な医療器具である。内視鏡１０は、スコープ１１、マウントアダプタ１２、リレーレンズ１３、カメラヘッド１４、操作スイッチ１９，４４及び光源コネクタ１８を含んで構成される。

【0018】

スコープ１１は、人（被観察者）の体内に挿入され、例えば硬性内視鏡の主要部であり、末端から先端まで光を導くことが可能な細長い導光部材である。スコープ１１は、先端に撮像窓１１ｚを有し、撮像窓１１ｚから入射した観察対象部位（例えば患部）の光を伝送する光ファイバと、光源コネクタ１８から導入された光Ｌを先端まで導く光ファイバと、を有する。撮像窓１１ｚには、例えば光学ガラスや光学プラスチックなどの光学材料が用いられる。

【0019】

マウントアダプタ１２は、スコープ１１をカメラヘッド１４に取り付けるための部材である。マウントアダプタ１２には、種々のスコープが着脱自在に装着可能である。また、マウントアダプタ１２には、光源コネクタ１８が装着される。

【0020】

光源コネクタ１８は、光源装置（図示略）から、人の体内の部位（例えば患部）を照明するための照明光を導入する。この照明光は、可視光及びＩＲ光を含む。光源コネクタ１８に導入された光は、スコープ１１を通ってスコープ１１の先端まで導かれ、撮像窓１１ｚから人の体内の部位（例えば患部）に照射される。光源は、例えばＬＥＤ光源である。なお、光源は、ＬＥＤ光源の代わりに、キセノンランプやハロゲンランプなどの光源でもよい。

【0021】

リレーレンズ１３は、スコープ１１を通して伝達される光をカメラヘッド１４内の撮像面に結像（収束）させる。リレーレンズ１３は、複数のレンズを有し、操作スイッチ１９の操作量に応じて、レンズを移動させて焦点の調整及びズーム倍率の調整を行う。

【0022】

カメラヘッド１４は、例えば使用者が手で把持可能な筐体を有し、色分解プリズムである４色分解プリズム２０（図５参照）、４個のイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３（図５参照）、及び電子基板２５０を有する（図１３参照）。

【0023】

４色分解プリズム２０は、リレーレンズ１３で収束された光を、Ｒ光（Ｒ成分）、Ｇ光（Ｇ成分）、Ｂ光（Ｂ成分）、の３原色光及びＩＲ光（ＩＲ成分）に分解する４板方式のプリズムである。イメージセンサ２３０～２３３は、４色分解プリズム２０で分解され、各々の撮像面に結像した光学像を画像信号（電気信号）に変換する。

【0024】

イメージセンサ２３０～２３３には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサが用いられる。

【0025】

４個のイメージセンサ２３０～２３３は、ＩＲ成分、Ｂ成分、Ｒ成分、及びＧ成分の光をそれぞれ受光する専用のセンサである。そのため、１個のイメージセンサでＩＲ成分、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の光を受光する単板式カメラと異なり、個々のイメージセンサとしてサイズの小さいイメージセンサを採用できる。例えば、１／３ｔｙｐｅ（４．８ｍｍ×３．６ｍｍ）のサイズのイメージセンサが用いられる。なお、単板式のカメラの場合、少なくとも２／３ｔｙｐｅ（８．８ｍｍ×６．６ｍｍ）のサイズのイメージセンサが必要であった。

【0026】

電子基板２５０（図１３参照）には、例えば、ＬＶＤＳ（Low Volt Digital Signal）方式で信号を出力する信号出力回路と、タイミングジェネレータ（ＴＧ：Timing Generator）の回路（ＴＧ回路）と、を含む回路が搭載される。

【0027】

電子基板２５０に搭載される信号出力回路は、各イメージセンサ２３０～２３３で撮像された画像のＲＧＢ信号及びＩＲ信号を、ＬＶＤＳ（Low Volt Digital Signal）方式でパルス信号として出力する。電子基板２５０に搭載されるＴＧ回路は、カメラヘッド１４内の各部にタイミング信号（同期信号）などを供給する。なお、ＲＧＢ信号は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の少なくとも１つを含む信号である。

【0028】

カメラヘッド１４には、後述するＣＣＵ（Camera Control Unit）３０に対して画像信号を伝送するための信号ケーブル１４ｚが装着される。

【0029】

図３は、カメラヘッド１４の正面図である。カメラヘッド１４の対物側にはリレーレンズ１３の接続開口部に、絞り部材３１が取り付けられる。絞り部材３１の中央部には、矩形状の開口部３２が形成される。開口部３２は、観察対象部位（例えば患部）からの光を４色分解プリズム２０の最も対物側に設けられたＩＲ分解プリズム（後述参照）に入射させる。開口部３２は、いわゆる開口絞り（aperture stop）として作用する。開口絞りは、リレーレンズ１３で収束された光線束を制限する。この開口部３２を挟んで対物側の反対側には、フィルタユニット３３（図４参照）の各フィルタが選択的に配置される。

【0030】

図４は、４色分解プリズム及びフィルタユニットが設けられたカメラヘッド内部の側面図である。カメラヘッド１４には、絞り部材３１の対物側の反対側に４色分解プリズム２０が配置される。この４色分解プリズム２０と絞り部材３１との間には、フィルタユニット３３が配置される。

【0031】

図５は、４色分解プリズム２０の構造例を示す模式図である。４色分解プリズム２０（色分解プリズムの一例）は、リレーレンズ１３により導かれる観察対象部位（例えば患部）からの光（つまり、入射光を）、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３原色の光及びＩＲ成分の光に分解する。４色分解プリズム２０では、４つの分解プリズムであるＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、及び緑色分解プリズム２２３が、光軸方向に順に組み付けられる。

【0032】

ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、ＩＲ分解プリズム２２０の出射面２２０ｃと対向して配置される。
青色用のイメージセンサ２３１は、青色分解プリズム２２１の出射面２２１ｃと対向して配置される。
赤色用のイメージセンサ２３２は、赤色分解プリズム２２２の出射面２２２ｃと対向して配置される。
緑色用のイメージセンサ２３３は、緑色分解プリズム２２３の出射面２２３ｃと対向して配置される。

【0033】

イメージセンサ２３０～２３３は、例えば水平（Ｈ）方向及び垂直（Ｖ）方向に配列した各画素を含むＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ２３０～２３３は、ＩＲ及びＲ，Ｇ，Ｂの各色に分解された光が自己の各撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。言い換えると、イメージセンサ２３０～２３３は、それぞれの分解プリズムに対応して設けられ、それぞれの分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する。

【0034】

ＩＲ分解プリズム２２０では、入射光は、ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａに入射される。入射面２２０ａと対向する反射面２２０ｂで反射された光は、ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａの境界で全反射され、入射面２２０ａと対向する出射面２２０ｃから出射され、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に入射される。反射面２２０ｂには、ＩＲ反射膜２４０が例えば蒸着によって形成される。ＩＲ分解プリズム２２０は、入射光のうち、ＩＲ成分の光を反射させ、その他の光（Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分の光）を透過させる。ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、反射面２２０ｂ及び入射面２２０ａで合計２回反射された光を入射し、受光する。このようにＩＲ分解プリズム２２０において光が進行するよう、ＩＲ分解プリズム２２０が成形される。

【0035】

青色分解プリズム２２１では、ＩＲ分解プリズム２２０を透過した光（入射光）は、青色分解プリズム２２１の入射面２２１ａに入射される。入射面２２１ａと対向する反射面２２１ｂで反射された光は、青色分解プリズム２２１の入射面２２１ａの境界で全反射され、入射面２２１ａと対向する出射面２２１ｃから出射され、青色用のイメージセンサ２３１に入射される。反射面２２１ｂには、青色反射膜２４１が例えば蒸着によって形成される。青色分解プリズム２２１は、入射光のうち、Ｂ成分の光を反射させ、その他の光（Ｒ成分及びＧ成分の光）を透過させる。青色用のイメージセンサ２３１は、反射面２２１ｂ及び入射面２２１ａで合計２回反射された光を入射し、受光する。このように青色分解プリズム２２１において光が進行するよう、青色分解プリズム２２１が成形される。

【0036】

赤色分解プリズム２２２では、青色分解プリズム２２１を透過した光（入射光）は、赤色分解プリズム２２２の入射面２２２ａに入射される。入射面２２２ａと対向する反射面２２２ｂで反射された光は、赤色分解プリズム２２２の入射面２２２ａの境界で全反射され、入射面２２２ａと対向する出射面２２２ｃから出射され、赤色用のイメージセンサ２３２に入射される。反射面２２２ｂには、赤色反射膜２４２が例えば蒸着によって形成される。赤色分解プリズム２２２は、入射光のうち、Ｒ成分の光を反射させ、その他の光（Ｇ成分の光）を透過させる。赤色用のイメージセンサ２３２は、反射面２２２ｂ及び入射面２２２ａで合計２回反射された光を入射し、受光する。このように赤色分解プリズム２２２において光が進行するよう、赤色分解プリズム２２２が成形される。

【0037】

緑色分解プリズム２２３では、赤色分解プリズム２２２を透過した光（入射光）は、緑色分解プリズム２２３の入射面２２３ａに入射し、入射面２２３ａと対向する出射面２２３ｃから出射され、緑色用のイメージセンサ２３３に入射される。このように緑色分解プリズム２２３において光が進行するよう、緑色分解プリズム２２３が成形される。

【0038】

ここで、ＩＲ用のイメージセンサ２３０は、そのまま各画素値（信号レベル）の電気信号を出力してもよいが、水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）方向に隣接する画素の画素値を加算するＨ／Ｖ画素値の加算処理を行い、Ｈ／Ｖ画素値の加算処理後の画素値の電気信号を出力してもよい。

【0039】

Ｈ／Ｖ画素値が加算処理が行われると、例えば、ＩＲ用のイメージセンサ２３０の画素値が「３０」程度である場合、画素加算を行うことで、ＩＲ成分の画素値が「１２０」（＝３０×４）となる。

【0040】

従来のＩＲ成分の画素値が「１０」程度であるとすると、本実施の形態に係る内視鏡１０によれば、ＩＲ用のイメージセンサ２３０を独立に設けたことで、従来と比較すると、およそ３倍～１２倍のＩＲ成分の画素値が得られる。

【0041】

また、本実施の形態のＲＧＢ用の各イメージセンサ２３１～２３３の画素値が「１００」程度であるとする。この場合、Ｈ／Ｖ画素値の加算処理を加味すると、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各信号レベルとＩＲ成分の信号レベルとが同程度となり、ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を見易くなる。ＲＧＢ画像は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の少なくとも１つの信号により得られる画像である。ＩＲ画像は、ＩＲ成分の信号により得られる画像である。

【0042】

図６は、４色分解プリズム２０の分光特性の一例を示すグラフである。図６の縦軸は、各透過率（％）を示し、各プリズムへの入射光の光量に対する、各プリズムに対するイメージセンサ２３０～２３３への入射光の光量の比率に相当する。図６の横軸は、各イメージセンサ２３０～２３３に入射する光の波長（ｎｍ）を表す。

【0043】

図６では、波形ｈ１（実線）は、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に入射するＩＲ成分の光の分光特性を示す。４色分解プリズム２０に入射した光のうち、ＩＲ用のイメージセンサ２３０に入射するＩＲ成分の光の透過率は、波長８００～１０００ｎｍにかけて、波長９００ｎｍ付近で透過率が７０％程度となるピーク波形を有する。

【0044】

波形ｈ２（一点鎖線）は、赤色用のイメージセンサ２３２に入射するＲ成分の光の分光特性を示す。赤色用のイメージセンサ２３２に入射するＲ成分の光の透過率は、波長６００ｎｍ付近で透過率が８０％程度となるピーク波形を有する。

【0045】

波形ｈ３（点線）は、青色用のイメージセンサ２３１に入射するＢ成分の光の分光特性を示す。青色用のイメージセンサ２３１に入射するＢ成分の光の透過率は、波長４５０ｎｍ近辺で透過率が６０％を超えるピーク波形を有する。

【0046】

波形ｈ４（二点鎖線）は、緑色用のイメージセンサ２３３に入射するＧ成分の光の分光特性を示す。緑色用のイメージセンサ２３３に入射するＧ成分の光の透過率は、波長５３０ｎｍ近辺で透過率が９０％程度となるピーク波形を有する。

【0047】

このように、４色分解プリズム２０で分散されたＩＲ成分、Ｒ成分、Ｂ成分、及びＧ成分の光の透過率は、いずれも６０％を超える。従って、ＩＲ成分、Ｒ成分、Ｂ成分、及びＧ成分の各画素値を好適に得られ、ＩＲ成分の信号を大きく増幅しなくても済む。これにより、患部を撮像した場合に、ＩＲ成分を含めて撮像画像の色再現性が向上する。

【0048】

ところで、内視鏡診断（例えば蛍光観察）では、蛍光物質（例えばＩＣＧなどの色素）に照射される励起光などの不要な光が所望の撮像画像に撮像されると、患部の詳細を把握する上で、目的波長成分の信号出力を増幅する必要が生じ、増幅度が高くなると、Ｓ／Ｎ比が悪化し、撮像画像の画質が劣化する。

【0049】

そこで、本実施の形態に係る内視鏡１０には、４色分解プリズム２０に入射する不要な光をカットする図４に示したフィルタユニット３３が、絞り部材３１と４色分解プリズム２０との間に設けられている。

【0050】

図７は、カメラヘッド１４の要部分解斜視図である。４色分解プリズム２０は、支持部材３４によりカメラヘッド１４のケースに固定される。この支持部材３４には、フィルタユニット３３がともに支持される。即ち、フィルタユニット３３は、カメラヘッド１４内において４色分解プリズム２０との相対位置が高精度に位置決めされる。

【0051】

フィルタユニット３３（フィルタ部の一例）は、支持部材３４に支持されるリニアガイド３５と、後述する複数の光波長フィルタが固定されたフィルタ保持枠３６と、駆動モータ３７（フィルタ配置部の一例）とを有する。リニアガイド３５は、平行な一対のロッドにより構成される。リニアガイド３５は、フィルタ保持枠３６を一対のロッドの長手方向に沿って移動自在に支持する。フィルタ保持枠３６には、移動方向に複数のフィルタ保持部が形成される。本実施の形態では３つのフィルタ保持部が形成される。それぞれのフィルタ保持部には、開口部３２を通過した光を選択的に透過又は反射させる光波長フィルタ（フィルタの一例）が固定される。即ち、フィルタユニット３３は、例えば所定のユーザ操作に応じて、複数の光波長フィルタのそれぞれを、開口部３２に対して略直線的にスライドし、複数の光波長フィルタのうちいずれかを選択的に配置可能とする。

【0052】

図４に示すように、４色分解プリズム２０は、ＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３が、同一平面（図４の紙面）に沿って出射光の光束中心Ｏｓが位置するように配置される。より好ましくは、ＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２及び緑色分解プリズム２２３は、同一平面上に出射光の光束中心Ｏｓが位置するように配置される。また、フィルタユニット３３に支持されたＩＲカットフィルタ３８、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９及びＩＣＧ励起光カットフィルタ４１は、ＩＲ分解プリズム２２０への入射光の光束中心Ｏｎに直交し、且つ上記した同一平面と平行に略直線移動される。

【0053】

本実施の形態において、フィルタユニット３３を構成する光波長フィルタ（フィルタの一例）は、ＩＲカットフィルタ３８と、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９と、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１とを有する。ＩＲカットフィルタ３８は、通常光（例えば可視光）を通過させるとともに通常光よりも高波長側のＩＲ光をカットするためのＩＲカットフィルタとしての分光特性を有する。５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９は、蛍光物質である５ＡＬＡ（アミノレブリン酸）の励起光をカットするための５ＡＬＡ励起光カットフィルタとしての分光特性を有する。ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１は、蛍光物質であるＩＣＧの励起光をカットするためのＩＣＧ励起光カットフィルタとしての分光特性を有する。また、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１は、ＩＣＧ励起光カットフィルタとして分光特性ばかりでなく、例えば上述したＩＲカットフィルタとしての分光特性を併せ持ってもよい。

【0054】

ＩＲカットフィルタ３８は、可視光モード（例えば、可視光を撮像可能なモード）に用いられ、ＩＲ成分の光を反射（カット）する。５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９は、５ＡＬＡモード（例えば、５ＡＬＡの励起光をカットして撮像可能なモード）に用いられ、４００ｎｍの波長を含む狭帯域の５ＡＬＡ励起光をカットする。ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１は、ＩＣＧ及び可視光モード（例えば、ＩＣＧの励起光及びＩＲ光をともにカットして撮像可能なモード）に用いられ、７８０ｎｍの波長を含む狭帯域のＩＣＧ励起光及びＩＲ光をカットする。

【0055】

図８は、フィルタユニット３３の正面図である。フィルタユニット３３は、フィルタ保持枠３６の側部に、移動方向に複数の歯を設けたラック４２が固定される。このラック４２には、駆動モータ３７の駆動軸に固定されたピニオン４３が噛合している。駆動モータ３７は、カメラヘッド１４に設けられる操作スイッチ４４の操作（所定のユーザ操作の一例）により駆動が指示される。駆動モータ３７（フィルタ配置部の一例）は、ピニオン４３を介してラック４２を略直線移動（直線移動を含む）することにより、ＩＲカットフィルタ３８、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９又はＩＣＧ励起光カットフィルタ４１のうちいずれか１つを開口部３２に選択的に配置する。

【0056】

図９は、４色分解プリズム２０の対物側に設けられたフィルタユニット３３の斜視図である。任意の光波長フィルタ（図例では５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９）は、駆動モータ３７により移動されると、開口部３２に対向するように配置される。４色分解プリズム２０は、選択された５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を挟んで開口部３２の反対側が、ＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａとなる。例えば５ＡＬＡモードの場合、開口部３２には５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９が配置される。５ＡＬＡモードでは、開口部３２を通過した患部からの光は、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を透過してＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａへ入射する。

【0057】

図１０は、開口部３２にＩＣＧ励起光カットフィルタ４１が配置されたフィルタユニット３３の斜視図である。操作スイッチ４４の操作（所定のユーザ操作の一例）によってＩＣＧ及び可視光モードに指定されると、駆動モータ３７が駆動され、ピニオン４３の回転方向と回転角が制御されて、開口部３２に対向するようにＩＣＧ励起光カットフィルタ４１が配置される。ＩＣＧ及び可視光モードでは、開口部３２を通過した患部からの光は、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１を透過してＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａへ入射する。

【0058】

図１１は、開口部３２にＩＲカットフィルタ３８が配置される途中のフィルタユニット３３の斜視図である。操作スイッチ４４の操作（所定のユーザ操作の一例）によって可視光モードに指定されると、駆動モータ３７が駆動され、ピニオン４３の回転方向と回転角が制御されて、開口部３２にＩＲカットフィルタ３８が対向するように配置される。ＩＣＧ及び可視光モードでは、開口部３２を通過した患部からの光は、ＩＲカットフィルタ３８を透過してＩＲ分解プリズム２２０の入射面２２０ａへ入射する。

【0059】

図１２は、３色分解プリズム２０Ａにフィルタユニット３３を設けた構成例の斜視図である。なお、本実施の形態に係る内視鏡１０に用いられる色分解プリズムは、４色分解プリズム２０に限定されない。内視鏡１０には、例えば３板式のＢ、Ｇ、Ｒで構成した３色分解プリズム２０Ａが設けられてもよい。図１２には、例えば赤色分解プリズム２２２にイメージセンサ２３２、青色分解プリズム２２１にイメージセンサ２３１、緑色分解プリズム２２３にイメージセンサ２３３を設けた構成を例示するが、３色分解プリズム２０Ａはこれに限定されない。例えば対物側から順に赤色分解プリズム、青色分解プリズム及び緑色分解プリズムとしているが、これらの配置順序に限定されないことは言うまでもない。この場合においても、上記の構成と同様に、絞り部材３１と３色分解プリズム２０Ａとの間には、フィルタユニット３３を設けることができる。

【0060】

また、本実施の形態では、複数の光波長フィルタをラック４２及びピニオン４３を駆動モータ３７により移動する構成を説明したが、光波長フィルタの移動機構は、これに限定されない。この他、光波長フィルタの移動は、例えば永久磁石と電磁石とを用いたリニアモータとすることによっても直線的にスライドする機構を構成することができる。更に光波長フィルタの移動は、例えば、ユーザ（例えば医者もしくは手術、検査の補助者。以下同様。）の手動によるスイッチ操作に伴って発生する動力を伝達して直線的にスライドする機構とすることもできる。

【0061】

図１３は、本実施の形態に係る内視鏡システム５の構成例を示すブロック図である。内視鏡システム５は、内視鏡１０、ＣＣＵ３０、及び表示部４０を含んで構成される。内視鏡１０のカメラヘッド１４は、前述した４色分解プリズム２０及びイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３を有する。図１３では、カメラヘッド１４は、更に、各素子駆動部１４１ｉ，１４１ｒ，１４１ｂ，１４１ｇ，駆動信号発生部１４２、同期信号発生部１４３、及び信号出力部１４５を有する。

【0062】

素子駆動部１４１ｉは、イメージセンサ２３０を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｒは、イメージセンサ２３１を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｂは、イメージセンサ２３２を駆動信号に従って駆動する。素子駆動部１４１ｇは、イメージセンサ２３３を駆動信号に従って駆動する。

【0063】

駆動信号発生部１４２は、各素子駆動部１４１ｉ，１４１ｒ，１４１ｂ，１４１ｇに対し、駆動信号を発生する。同期信号発生部１４３は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）開路の機能に相当し、駆動信号発生部１４２などに同期信号（タイミング信号）を供給する。

【0064】

信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介してイメージセンサ２３０，２３１，２３２，２３３からの電気信号を、例えばＬＶＤＳ方式でＣＣＵ３０に伝送する。信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介して、同期信号発生部１４３からの同期信号をＣＣＵ３０に伝送してもよい。信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介して、操作スイッチ１９の操作信号をＣＣＵ３０に伝送してもよい。信号出力部１４５は、信号出力回路の機能に相当する。

【0065】

操作スイッチ４４は、例えばユーザ操作に基づいて入力された操作信号を駆動モータ３７及び信号出力部１４５にそれぞれ出力する。信号出力部１４５は、信号ケーブル１４ｚを介して、操作スイッチ４４の操作信号をＣＣＵ３０に伝送してもよい。これにより、ＣＣＵ３０は、現時点がどのモード（例えば可視光モード、５ＡＬＡモード及びＩＣＧモードのうちいずれか）であるかを具体的に認識できる。

【0066】

ＣＣＵ３０は、ＣＣＵ３０の内部又は外部のメモリ（不図示）が保持するプログラムを実行することで、各種機能を実現する。各種機能は、ＲＧＢ信号処理部２２、ＩＲ信号処理部２３及び出力部２８の機能を含む。

【0067】

ＲＧＢ信号処理部２２は、イメージセンサ２３１，２３２，２３３からのＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の電気信号を、表示部４０に表示可能な映像信号に変換し、出力部２８に出力する。

【0068】

ＩＲ信号処理部２３は、イメージセンサ２３０からのＩＲ成分の電気信号を映像信号に変換し、出力部２８に出力する。また、ＩＲ信号処理部２３は、ゲイン調整部２３ｚを有してもよい。ゲイン調整部２３ｚは、ＩＲ用のイメージセンサ２３０からのＩＲ成分の電気信号を映像信号に変換する際、増幅度（ゲイン）を調整する。ゲイン調整部２３ｚは、例えば、ＲＧＢ成分の映像信号の信号強度とＩＲ成分の映像信号の信号強度とを略同一に調整してもよい。

【0069】

ゲイン調整部２３ｚにより、使用者がＲＧＢ画像に対するＩＲ画像を任意の強度で再現可能である。なお、ＩＲ成分の電気信号の増幅度が調整される代わりに、又はこの調整とともに、ＲＧＢ信号処理部２２は、ＲＧＢ成分の電気信号の増幅度を調整してもよい。

【0070】

ＲＧＢ信号処理部２２及びＩＲ信号処理部２３は、信号処理を行う際、同期信号発生部１４３からの同期信号を受け取り、この同期信号に従って動作する。これにより、ＲＧＢ各色成分の画像（映像）及びＩＲ成分の画像は、時間的なずれが生じないように調整される。

【0071】

出力部２８は、同期信号発生部１４３からの同期信号に従い、ＲＧＢ各色成分の映像信号及びＩＲ成分の映像信号の少なくとも一方を表示部４０に出力する。表示部４０は、同時出力モード及び重畳出力モードのうちいずれかが設定され、例えばいずれの設定であるかを示す情報（例えばフラグ）がＣＣＵ３０に保持されることで認識されている。例えば、出力部２８は、表示部４０の現時点が同時出力モード及び重畳出力モードのいずれかであるかを認識しており、同時出力モード及び重畳出力モードのいずれであるかに基づいて、映像信号を出力する。

【0072】

同時出力モードでは、出力部２８は、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２（図１４参照）とを別画面により同時に出力する。図１４は、同時出力モード時の画像例を示す模式図である。同時出力モードにより、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを別画面にて比較して、患部ｔｇを観察できる。

【0073】

重畳出力モードでは、出力部２８は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが重畳された合成画像ＧＺ（図１５参照）を出力する。図１５は、重畳出力モード時の画像例を示す模式図である。重畳出力モードにより、例えば、ＲＧＢ画像内で、ＩＣＧ及び照明光としてのＩＲ光により蛍光発光した患部ｔｇを明瞭に観察できる。

【0074】

なお、ＲＧＢ信号処理部２２、ＩＲ信号処理部２３及び出力部２８は、ＣＣＵ３０内のプロセッサがメモリと協働してソフトウェアにより処理することを例示したが、それぞれ専用のハードウェアで構成されてもよい。

【0075】

表示部４０は、ＣＣＵ３０からの映像信号に基づいて、内視鏡１０で撮像され、ＣＣＵ３０から出力される患部ｔｇなどの対象物の画像を画面に表示する。同時出力モードの場合、表示部４０は、画面を複数に分割（例えば２分割）し、各画面にＲＧＢ画像Ｇ１及びＩＲ画像Ｇ２を並べて表示する（図１４参照）。重畳出力モードの場合、表示部４０は、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが重ねられた合成画像ＧＺを１画面で表示する（図１５参照）。

【0076】

このように、内視鏡システム５では、内視鏡１０を使用して体内の部位を撮像する場合、蛍光物質であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を体内に投与し、過剰に集積した腫瘍などの部位（患部）に近赤外光を当てて患部を光らせて患部を撮像してもよい。

【0077】

使用者が操作スイッチ１９を操作して光源コネクタ１８に導入された光Ｌは、スコープ１１の先端側に導かれ、撮像窓１１ｚから投射されることで、患部を含む患部周囲の部位を照明する。患部などで反射された光は、撮像窓１１ｚを通してスコープ１１の後端側に導かれ、リレーレンズ１３で収束し、カメラヘッド１４の４色分解プリズム２０に入射する。

【0078】

４色分解プリズム２０では、入射した光のうち、ＩＲ分解プリズム２２０によって分解したＩＲ成分の光は、ＩＲ用のイメージセンサ２３０で赤外光成分の光学像として撮像される。青色分解プリズム２２１によって分解したＢ成分の光は、青色用のイメージセンサ２３１で青色成分の光学像として撮像される。赤色分解プリズム２２２によって分解したＲ成分の光は、赤色用のイメージセンサ２３２で赤色成分の光学像として撮像される。緑色分解プリズム２２３によって分解したＧ成分の光は、緑色用のイメージセンサ２３３で緑色成分の光学像として撮像される。

【0079】

ＩＲ用のイメージセンサ２３０で変換されたＩＲ成分の電気信号は、ＣＣＵ３０内のＩＲ信号処理部２３で映像信号に変換され、出力部２８に出力される。可視光用のイメージセンサ２３１，２３２，２３３でそれぞれ変換されたＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の各電気信号は、ＣＣＵ３０内のＲＧＢ信号処理部２２で各映像信号に変換され、出力部２８に出力される。ＩＲ成分の映像信号及びＢ成分、Ｒ成分、Ｇ成分の各映像信号は、同期して、表示部４０に出力される。

【0080】

表示部４０には、出力部２８で同時出力モードが設定されている場合、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが同時に２画面で表示される。ＲＧＢ画像Ｇ１は、患部ｔｇを含む部位を可視光を照射して撮像したカラー画像である。ＩＲ画像Ｇ２は、患部ｔｇを含む部位をＩＲ光を照射して撮像した白黒画像（任意な色設定可能）である。

【0081】

表示部４０には、出力部２８で重畳出力モードが設定されている場合、ＲＧＢ画像Ｇ１とＩＲ画像Ｇ２とが重畳（合成）された合成画像ＧＺが表示される。

【0082】

本実施の形態に係る内視鏡１０によれば、内視鏡１０に４色分解プリズム２０を用い、ＩＲ光に対し大きな透過率を有するＩＲ分解プリズム２２０から出射されるＩＲ光を、ＩＲ用のイメージセンサ２３０が受光する。そのため、内視鏡１０は、ＩＲ光の受光量を増大できる。従って、ＩＲ成分の信号を過大に増幅させる必要が無くなり、ＩＲ成分を加味した内視鏡１０による撮像画像の画質の低下を抑制できる。

【0083】

４色分解プリズム２０を用いることで、単板式カメラのイメージセンサと比べ、イメージセンサのサイズを小さくでき、内視鏡１０を小型化できる。例えば、単板式カメラのイメージセンサのサイズは、１インチ又は３８ｍｍであり、本実施形態のイメージセンサ２３０～２３３のサイズは、１／３インチ以下である。

【0084】

また、４色分解プリズム２０がＩＲカットフィルタ３８を用いていないモードでは、内視鏡システム５は、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とを同時に出力可能である。そのため、ユーザは、例えば、患者の患部を含む全体の部位をＲＧＢ画像で確認できるとともに、蛍光発光した患部をＩＲ画像で確認でき、患部周辺における患部の位置を視認し易くなる。ここでのＲＧＢ画像は、ＲＧＢ成分の画像であり、ＩＲ画像は、ＩＲ成分の画像である。

【0085】

また、ＩＲ成分の光を電気信号に変換するＩＲ用のイメージセンサ２３０は、Ｈ／Ｖ画素値の加算処理を行い、加算された画素値の電気信号を出力してもよい。これにより、内視鏡１０は、ＩＲ成分の信号強度を更に増大でき、表示部４０により表示されるＩＲ成分の画像をより強調でき、患部を視認し易くなる。

【0086】

また、内視鏡システム５は、ＲＧＢ各成分の信号強度とＩＲ成分の信号強度とが略同等になるように、ゲイン調整してもよい。この場合、ＲＧＢ各成分の画素値とＩＲ成分の画素値とを均一化でき、画像を見え易くできる。

【0087】

また、内視鏡システム５は、ＲＧＢ各成分の信号強度とＩＲ成分による信号強度との間で差を持たせるように、ゲイン調整してもよい。この場合、内視鏡システム５は、ユーザ所望の画質でＲＧＢ画像及びＩＲ画像を表示できる。

【0088】

また、４色分解プリズム２０を使用する場合、３色分解プリズムを使用する場合と比較すると、ＩＲ用のイメージセンサに入射されるＩＲ成分の信号強度が大きくなる。そのため、ＲＧＢ成分の画素値とＩＲ成分の画素値との差が小さくなり、ＣＣＵ３０によりＩＲ用のイメージセンサ２３０から出力される電気信号を過度に増幅しなくても、ＲＧＢ成分とＩＲ成分との間でバランス良く色を再現できる。従って、内視鏡システム５は、ノイズの増幅を抑制しながら、鮮明なＲＧＢ成分及びＩＲ成分を含む画像が得られる。

【0089】

また、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが同時に２画面で表示されることで、ユーザは両画像を見比べて確認でき、ユーザの利便性が向上する。

【0090】

また、ＲＧＢ画像とＩＲ画像とが重畳して１画面で表示されること、ユーザは１つの画像でＲＧＢ成分及びＩＲ成分の画像を確認でき、ユーザの利便性が向上する。

【0091】

図１６は、ＩＲカットフィルタ３８の分光特性の一例を示すグラフである。フィルタユニット３３は、ＩＲカットフィルタとしてのＩＲカットフィルタ３８を備えることにより、４色分解プリズム２０に入射するＩＲ成分の光をカットすることができる。

【0092】

図１７は、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９の分光特性の一例を示すグラフである。フィルタユニット３３は、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を備えることにより、４色分解プリズム２０に入射する４００ｎｍの波長を含む狭帯域の励起光（つまり、蛍光物質である５ＡＬＡの励起光）を不要な光としてカットすることができる。

【0093】

図１８は、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１の分光特性の一例を示すグラフである。フィルタユニット３３は、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１を備えることにより、４色分解プリズム２０に入射する７８０ｎｍの波長を含む狭帯域の励起光（つまり、蛍光物質であるＩＣＧの励起光）を不要な光としてカットすることができる。

【0094】

図１９は、フィルタを使用しない総合分光特性の一例を示すグラフである。４色分解プリズム２０は、本実施の形態に係る内視鏡１０が有する各種の光波長フィルタ（ＩＲカットフィルタ３８、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１）を使用しない場合、図１９に示す総合分光特性を有する。上記したように、図１９では、縦軸は各色の透過率を表し、横軸は波長を表す。以下、図２０、図２１，図２２も同様である。図１９において、ｈ１１は、Ｒ成分の光の透過率を示す。ｈ１２は、Ｇ成分の光の透過率を示す。ｈ１３は、Ｂ成分の光の透過率を示す。なお、ｈ１１は、ＩＲ成分の光の透過率も含んでいる。

【0095】

なお、図１９，図２０、図２１中の「Ｄｅｅｐ－ＰＤ」とは、Deep-Photo Diodeのことである。Ｄｅｅｐ－ＰＤは、イメージセンサの各有効画素にある光電変換部分である。Ｄｅｅｐ－ＰＤは、そのPhoto Diodeが深いものを意味する。Photo Diodeでは、光入射領域が浅いと、波長の長い近赤外光においては光電変換できずに基板に吸収される。Ｄｅｅｐ－ＰＤは、Photo Diodeの光入射領域を深く作ることで、近赤外感度を向上させたものである。Ｄｅｅｐ－ＰＤは、ＩＣＧ及び可視光モードには関係するが、可視光モード、５ＡＬＡモードには直接大きな影響度はない。

【0096】

例えば上記した３板式のＢ、Ｇ、Ｒの３色分解プリズム２０Ａの場合、ＲをＤｅｅｐ－ＰＤとすることで、１ＣＨで赤色光（Ｒ光）だけでなくＲ光に波長の近いＩＲ光も同時に撮像できる。４板式の場合にはそれぞれの光に対応してセンサが配置されるので、特にＤｅｅｐ－ＰＤが使用されなくてもよい。

【0097】

図２０は、ＩＲカットフィルタ３８を用いた可視光モードの一例を示すグラフである。可視光モードでは、ＩＲカットフィルタ３８を用いることにより、ＩＲ成分の光をカットすることができる。総合分光特性では、図１９に示したフィルタを使用しない場合に比べ、Ｒ成分の光の透過率ｈ２１を低くすることができる。Ｇ成分の光の透過率ｈ２２、Ｂ成分の光の透過率ｈ２３は、フィルタを使用しない場合とほぼ同等にできる。その結果、ＩＲ成分の励起光などをカットすることにより、不要光（ＩＲ成分の励起光など）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0098】

図２１は、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を用いた５ＡＬＡモードの一例を示すグラフである。５ＡＬＡモードでは、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を用いることにより、４００ｎｍの波長を含む狭帯域の５ＡＬＡ励起光をカットすることができる。総合分光特性では、図１９に示したフィルタを使用しない場合に比べ、Ｂ成分の光（波長４００ｎｍ近傍の狭帯域光）の透過率ｈ３３を低くすることができる。Ｇ成分の光の透過率ｈ３２、Ｒ成分の光の透過率ｈ３１は、フィルタを使用しない場合とほぼ同等にできる。その結果、５ＡＬＡ励起光をカットすることにより、不要光（特に５ＡＬＡ励起光）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0099】

図２２は、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１を用いた可視光及びＩＣＧモードの一例を示すグラフである。ＩＣＧ及び可視光モードでは、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１を用いることにより、７８０ｎｍの波長を含む狭帯域のＩＣＧ励起光をカットすることができる。総合分光特性では、図１９に示したフィルタを使用しない場合に比べ、Ｒ成分の一部の光（波長７８０ｎｍ近傍の狭帯域光）の透過率ｈ４１を低くすることができる。Ｇ成分の光の透過率ｈ４２、Ｂ成分の光の透過率ｈ４３は、フィルタを使用しない場合とほぼ同等にできる。その結果、ＩＣＧ励起光をカットすることにより、不要光（特にＩＣＧ励起光）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0100】

以上により、本実施の形態に係る内視鏡１０は、開口部３２において観察対象部位（例えば患部）からの光を入射し、フィルタユニット３３を構成するいずれかの光波長フィルタを用いて開口部３２を通過した光を選択的に透過する。内視鏡１０は、複数の分解プリズムを有する４色分解プリズム２０において、フィルタユニット３３を通過した光をそれぞれ異なる色成分の光に分解し、それぞれの分解プリズムに対応して設けられた個々のイメージセンサにおいて、それぞれの分解プリズムにより分解された異なる色成分の光に基づいて撮像する。内視鏡１０は、それぞれのイメージセンサによる撮像により得られた画像信号を信号出力部１４５において出力する。また、内視鏡１０は、複数のフィルタのうちいずれかを、開口部３２を通過した光を入射可能に配置させる駆動モータ３７（フィルタ配置部の一例）を有する。

【0101】

これにより、内視鏡１０は、内視鏡診断（例えば蛍光観察）において、観察対象部位（例えば人の体内の患部）に投与された蛍光物質を蛍光発光させるための励起光などの不要な光を、撮像画像に映り込むことを抑制できるので、目的波長の信号出力をゲイン調整することなく良好な画質の撮像画像を取得できる。その結果、従来技術のように光強度の小さい目的波長の信号出力を増幅したことでＳ／Ｎ比が低下して撮像画像の画質が劣化したことが解消され、使用者（例えば、医者などの観察者）にとって、内視鏡診断（例えば蛍光観察）において観察対象部位（例えば患部）の撮像画像の詳細な確認が可能となる。

【0102】

また、フィルタユニット３３は、複数のフィルタ（具体的には、ＩＲカットフィルタ３８、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１）が略直線状に並んで構成される。駆動モータ３７は、所定のユーザ操作に応じて、複数のフィルタを略直線状にスライドし、複数のフィルタのうちいずれかを、開口部３２を通過した光を入射可能に配置させる。これにより、内視鏡１０は、所定のユーザ操作（例えば操作スイッチ４４を押下するなどの簡易な操作）により、複数のフィルタのうちいずれかを切り替え可能となり、それぞれ専用のカメラヘッドを用意せず、１台で複数の手法の手術を実施することができる。更に、フィルタの切り替えの際にフィルタユニット３３は略直線状に移動するだけであるため、複数のフィルタは一次元方向に並べて配置されるだけでよく、カメラヘッド１４の大型化を抑制できる。

【0103】

また、フィルタユニット３３を構成する複数のフィルタは、ＩＲカットフィルタ３８を含む。これにより、ＩＲ成分の光をカットすることができる。その結果、ＩＲ成分の励起光などをカットすることにより、不要光（ＩＲ成分の励起光など）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0104】

また、フィルタユニット３３を構成する複数のフィルタは、５ＡＬＡ励起光カットフィルタ３９を含む。これにより、内視鏡１０は、４００ｎｍの波長を含む、蛍光物質である５ＡＬＡを蛍光発光させるための励起光を撮像時にカットできる。その結果、５ＡＬＡ励起光をカットすることにより、不要光（特に５ＡＬＡ励起光）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0105】

また、フィルタユニット３３を構成する複数のフィルタは、ＩＣＧ励起光カットフィルタ４１を含む。これにより、内視鏡１０は、７８０ｎｍの波長を含む、蛍光物質であるＩＣＧを蛍光発光させるための励起光を撮像時にカットできる。その結果、ＩＣＧ励起光をカットすることにより、不要光（特にＩＣＧ励起光）が混合することにより低下していた画質の視認性を向上させることができる。

【0106】

また、複数の分解プリズムは、それぞれ同一平面に沿って出射光の光束中心Ｏｓが位置するよう配置される。それぞれのフィルタは、複数の分解プリズムのうち最も対物側に配置されたＩＲ分解プリズム２２０への入射光の光束中心Ｏｎに直交し、かつ、同一平面と平行に直線移動する。これにより、内視鏡１０は、複数のフィルタを、４色分解プリズム２０の各分解プリズムに配列された平面に沿って移動させることができる。そのため、内視鏡１０は、カメラヘッド１４の幅方向（配設平面に垂直な方向）の大きさを変えずに済む。即ち、内視鏡１０は、タレット式に比べれば、カメラヘッド１４を小型化することができる。

【0107】

更に、内視鏡システム５は、上述した内視鏡１０と、信号出力部１４５から出力されたそれぞれの画像信号に基づいてＲＧＢ信号及びＩＲ信号を生成し、ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を表示部４０に表示させるＣＣＵ３０（コントローラの一例）、を備える。これにより、内視鏡システム５は、内視鏡診断（例えば蛍光観察）において、観察対象部位（例えば人の体内の患部）に投与された蛍光物質を蛍光発光させるための励起光などの不要な光を、撮像画像に映り込むことを抑制できるので、目的波長の信号出力をゲイン調整することなく良好な画質のＲＧＢ及びＩＲの撮像画像を取得できて表示部４０に映し出すことができる。その結果、従来技術のように光強度の小さい目的波長の信号出力を増幅したことでＳ／Ｎ比が低下して撮像画像の画質が劣化したことが解消され、使用者（例えば、医者などの観察者）にとって、内視鏡診断（例えば蛍光観察）において観察対象部位（例えば患部）の撮像画像の詳細な確認が可能となる。

【0108】

また、内視鏡システム５は、複数のフィルタのうちいずれかを、開口部３２を通過した光を入射可能に配置させるためのフィルタ切替信号もしくはユーザ操作（つまり、手動操作）に伴って発生する動力を駆動モータ３７（フィルタ配置部の一例）へ送る操作スイッチ４４（スイッチの一例）、を更に備える。これにより、内視鏡１０は、操作スイッチ４４の操作により、複数の光波長フィルタの中から所望のものを自動で開口部３２に配置して用いることができる。その結果、内視鏡１０は、特に特殊光観察で高い操作性を実現することができる。

【0109】

以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0110】

本実施の形態では、内視鏡１０として硬性内視鏡を例示したが、４色分解プリズム２０をも用いれば他の構成を有する硬性内視鏡でもよく、軟性内視鏡でもよい。

【0111】

本実施の形態では、４色分解プリズム２０において、光の入射側から、ＩＲ分解プリズム２２０、青色分解プリズム２２１、赤色分解プリズム２２２、及び緑色分解プリズム２２３の順に配置されることを例示したが、この配置順序は一例であり、他の配置順序でもよい。

【0112】

本実施の形態では、プロセッサの一例としてＣＣＵ３０を説明した。プロセッサは、内視鏡システム５を制御すれば、物理的にどのように構成してもよい。従って、プロセッサは、ＣＣＵ３０に限定されない。ただし、プログラム可能なＣＣＵ３０を用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。また、プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、上述した本実施の形態に係る各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサなど）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。また、電子基板２５０に搭載される回路についても、プログラム可能な回路を用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できる。また、回路の数は１つでも複数でもよい。

【産業上の利用可能性】

【0113】

本開示は、内視鏡診断において、不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制する内視鏡及び内視鏡システムとして有用である。

【符号の説明】

【0114】

５ 内視鏡システム
１０ 内視鏡
１１ スコープ
１１ｚ 撮像窓
１２ マウントアダプタ
１３ リレーレンズ
１４ カメラヘッド
１４ｚ 信号ケーブル
１８ 光源コネクタ
１９、４４ 操作スイッチ
２０ ４色分解プリズム（色分解プリズム）
２２ ＲＧＢ信号処理部
２３ ＩＲ信号処理部
２３ｚ ゲイン調整部
２８ 出力部
３０ ＣＣＵ（コントローラ）
３１ 絞り部材
３２ 開口部
３３ フィルタユニット
３７ 駆動モータ
３８ ＩＲカットフィルタ
３９ ５ＡＬＡ励起光カットフィルタ
４０ 表示部
４１ ＩＣＧ励起光カットフィルタ
１４１ｉ，１４１ｂ，１４１ｒ，１４１ｇ 素子駆動部
１４２ 駆動信号発生部
１４３ 同期信号発生部
１４５ 信号出力部
２２０ ＩＲ分解プリズム
２２１ 青色分解プリズム
２２２ 赤色分解プリズム
２２３ 緑色分解プリズム
２３０，２３１，２３２，２３３ イメージセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【手続補正書】

【提出日】2022-10-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察対象部位からの光に基づく電気信号を出力するイメージセンサを有するカメラヘッドを収容するためのケースであって、
前記ケースの外部に向けて開口する第１開口部と、
前記観察対象部位からの光が入射する第２開口部を有し、前記第１開口部に配置されている絞り部材と、
第１励起光カットフィルタと、第２励起光カットフィルタと、ＩＲカットフィルタとを含み、前記絞り部材よりも前記ケースの内部において前記絞り部材と対向して配置されているフィルタ部と、
前記第２開口部に入射する入射光の光束中心上にある第１位置に、前記第１励起光カットフィルタ、前記第２励起光カットフィルタ、及び前記ＩＲカットフィルタのうちいずれかを配置するフィルタ配置部と、を備える、
ケース。

【請求項2】

前記フィルタ配置部は、
前記第２開口部に入射する入射光の光束中心に直交する方向に前記フィルタ部を直線移動させることにより、前記第１励起光カットフィルタ、前記第２励起光カットフィルタ、及び前記ＩＲカットフィルタのうちいずれかを前記第１位置に配置する、
請求項１に記載のケース。

【請求項3】

前記フィルタ部は、
前記ケースの内部において前記第２開口部に入射する入射光の光束中心に直交し、かつ前記絞り部材と平行な方向にかけ渡されており、かつ前記第１励起光カットフィルタと、前記第２励起光カットフィルタと、前記ＩＲカットフィルタとを保持する一対のロッドを有し、
前記フィルタ配置部は、
前記一対のロッドに沿って前記第１励起光カットフィルタと、前記第２励起光カットフィルタと、前記ＩＲカットフィルタとを移動させるモータを有する、
請求項２に記載のケース。

【請求項4】

前記フィルタ配置部は、所定のユーザ操作に応じて、前記フィルタ部を移動させることにより、前記第１励起光カットフィルタ、前記第２励起光カットフィルタ、及び前記ＩＲカットフィルタのうちいずれかを前記第１位置に配置する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のケース。

【請求項5】

前記第１励起光カットフィルタは、５ＡＬＡ励起光カットフィルタである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のケース。

【請求項6】

前記第２励起光カットフィルタは、ＩＣＧ励起光カットフィルタである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のケース。

【請求項7】

前記第２開口部は、矩形である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のケース。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0001】

本開示は、カメラを収容するためのケースに関する。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0005】

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、カメラにおいて不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制することが可能なケースを提供することを目的とする。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

本開示は、観察対象部位からの光に基づく電気信号を出力するイメージセンサを有するカメラヘッドを収容するためのケースであって、前記ケースの外部に向けて開口する第１開口部と、前記観察対象部位からの光が入射する第２開口部を有し、前記第１開口部に配置されている絞り部材と、第１励起光カットフィルタと、第２励起光カットフィルタと、ＩＲカットフィルタとを含み、前記絞り部材よりも前記ケースの内部において前記絞り部材と対向して配置されているフィルタ部と、前記第２開口部に入射する入射光の光束中心上にある第１位置に、前記第１励起光カットフィルタ、前記第２励起光カットフィルタ、及び前記ＩＲカットフィルタのうちいずれかを配置するフィルタ配置部と、を備える、ケースを提供する。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本開示によれば、カメラにおいて不要な光の撮像に基づく撮像画像の画質劣化を抑制することが可能なケースを提供することができる。